## ISSN 2355-3286

## Perancangan Alat Karakterisasi Dioda dengan ESP32 dan Rangkaian Op-Amp LM358 Berbasis Android
Ari Bawono Putranto 1 ,  Zaenul Muhlisin 2 , Amatul Lutfiah 3 , Fakhruddin Mangkusasmito 1 , Megarini Hersaputri 1
1 Departemen Teknologi Industri, Program Studi DIV Teknologi Rekayasa Otomasi, Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro, Semarang
2 Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro, Semarang
3 Departemen Teknologi Industri, Program Studi DIII Instrumentasi dan Elektronika, Sekolah Vokasi, Universitas Diponegoro, Semarang aribawonoputranto@lecturer.undip.ac.id

## Diterima 31 Mei 2021
Disetujui 11 Juni 2021
Abstract—  In  this  research,  forward  bias  diode characterization  testing  tool  using  the  ADC  and  the internal  DAC  of  the  ESP32  microcontroller  has  been created.  The  output  voltage  of  the  DAC  is  added  by  2 times  by  using  LM358  non-reversing  op-amp  amplifier circuit.  The  test  results  of  the  DAC  output  voltage  can reach  a  maximum  value  of  6.3  volts  as  a  source  of variable  DC  power  supply  for  the  dioda  forward  bias characteristic test circuit. Dioda forward bias characterization  testing  is  carried  out  through  the interface  of  an  Android.  Forward  bias  characterization curve  has  a  value  and  shape  almost  the  same  as  the manual  test.  Dioda  forward  bias  characterization  test using  the  application  is  faster  than  using  manual measurements with a multimeter. Based on tests carried out  using  the  Android  smartphone  application  for  3 times,  it  was  obtained  an  average  time  of  30  seconds, while  manually  using  a  measuring  instrument  obtained an average time of 657.7 seconds.
Index Terms—Diode, ESP32 Microcontroller, LM358 op-amp, Android

## I. P ENDAHULUAN
Dioda  merupakan  komponen  elektronika  yang memiliki dua terminal dan terbuat dari sambungan dua jenis semi konduktor P dan N. Dioda berfungsi untuk mengubah  tegangan  bolak-balik  menjadi  tegangan searah  (AC  to  DC).  Untuk  mengetahui  hubungan antara  arus  yang  lewat  dengan  beda  potensi  pada ujung-ujungnya  maka  dilakukan  uji  karakteristik dioda.    Uji  karakteristik  dioda  dilakukan  untuk mengukur  nilai  tegangan  dan  arus  dioda  sehingga menghasilkan  grafik  kurva  karakteristik  terutama untuk bias maju dioda.
Pengujian karakteristik dioda bias maju memerlukan  sebuah  catu  daya  DC  yang  variasi  nilai tegangannya  tidak  terlalu  tinggi.  Kurva  karakteristik bias  maju  dioda  dapat  dilakukan  dengan  pengukuran secara  manual  menggunakan  peralatan  dan  alat  ukur
standar  [1][2].  Uji  karakteristik  dioda  memerlukan beberapa  peralatan  pendukung  seperti voltmeter , amperemeter ,  catu  daya  variable  DC  dan  perangkat pendukung lain seperti kabel jumper , breadboard serta capit  buaya.  Selain  itu  diperlukan  kecermatan  dan ketelitian  saat  membuat  rangkaian  uji  dioda  dan  alat ukur.  Pada  uji  karakteristik  dioda,  dilakukan pengukuran  arus  dan  tegangan  di  beberapa  titik,  serta dilakukan  variasi  nilai  arus  dan  tengangan  untuk menghasilkan  kurva  karakteristrik  bias  maju  dioda. Hal  ini  menyebabkan  diperlukan  waktu  yang  lama untuk pengambilan data karakteristik dioda [2][3]. Hal tersebut mendorong untuk merancang alat karakterisasi  dioda  agar  saat  pengambilan  data karateristik dioda lebih cepat dan efisien.
Pengujian karakterstik dioda dilakukan dengan alat uji berbasis mikrokontroler untuk mengetahui hubungan  antara  arus  dan  tegangan  [3].  Pada penelitian  ini  dirancang  alat  uji  karakteristik  dengan mikrokontroler  ESP32  yang  memiliki  perangkat pendukung  seperti Analog  Digital  Converter (ADC), Digital Analog Converter (DAC) dan koneksi jaringan WiFi.  Mikrokontroler  ESP32  juga  dapat  melakukan komunikasi  antarmuka  WiFi  dengan  perangkat android. Penggunaan sistem android dapat mempermudah proses monitoring pengujian karakteristik dioda.
Pada rangkaian
mikrokontroler ESP32 dikombinasikan  dengan  rangkaian  penguat  tak membalik op-amp IC 358 untuk menguatkan tegangan masukan  pada  rangkaian  dioda  yang  dapat  secara otomatis  melalui  program  DAC  mikrokontroler ESP32.  Keseluruhan  sistem pada alat uji karakteristik dioda  dapat  dikendalikan  dan  dimonitor  hasil  grafik karaktersisasi melalui antarmuka jaringan Android.
II. D ASAR T EORI

## A. Mikrokontroler ESP 32
Modul mikrokontroler ESP32 seperti pada Gambar 1  merupakan  pengembangan  dari  seri  sebelumnya yaitu ESP8266.  Pada  mikrokontroler  ESP32 memiliki banyak  kelebihan  daripada  ESP8266  dengan  jumlah General  Purpose  Input  Output (GPIO)  yang  lebih banyak.  Kemudian  pada  mikrokontroler  ini  memiliki fitur yang tidak dimiliki pada seri ESP8266 yaitu fitur DAC  dengan  resolusi  8  bit  untuk  menghasilkan  nilai variasi  tegangan  keluaran  analog  DC  murni.  Karena pada  seri  ESP  8266  untuk  mendapatkan  variasi tegangan  analog  dilakukan  dengan  melalukan  variasi nilai duty  cycle pada  pulsa  PWM  yang  berbentuk gelombang  kotak.  Sedangkan  untuk  ADC  pada mikrokontroler ESP32 juga telah memiliki resolusi 12 bit,  berbeda  dengan  seri  ESP8266  yang  memiliki resolusi  10  bit.  Sehingga  untuk  pengukuran  nilai tegangan dapat lebih presisi tanpa harus menambahkan  komponen  ADC  eksternal  dengan resolusi  tinggi.  Untuk  komunikasi  antarmuka  juga tersedia bluetooth 4.0  serta  koneksi  WiFi  yang  dapat digunakan  untuk  aplikasi  berbasis Internet  of  Things (IoT) [4].
Gambar 1. Bentuk fisik Modul ESP 32

## B. LCD (Liquid Crystal Display) 2  16
Pada  LCD  terdapat  suatu  baris  dan  kolom  yang digunakan  untuk  menentukan  berapa  banyak  jumlah karakter yang mampu ditampilkan pada layar tersebut [5]. Sebagai contoh untuk LCD berukuran 2  16 maka dalam  satu  layar  secara  bersamaan  hanya  mampu menampilkan  tulisan  sebanyak  32  karakter  yang terbagi  dalam  2  baris  dan  16  kolom  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Pada umumnya modul LCD memiliki 16 buah pin yang  digunakan  untuk  menampilkan  tulisan. Namun  tidak  semua  pin  tersebut  digunakan. Sebagai  contoh  untuk  pengiriman  data  ke  LCD cukup  menggunakan  4  bit  data  yaitu  pin  D4,  D5 D6 dan D7, sehingga pin D0, D1, D2 dan D3 tidak digunakan. Serta untuk kontrol baca dan tulis LCD menggunakan  tiga  buah  pin  yaitu  RS,  RW  dan  E. Sedangkan  pin  yang  lain  digunakan  untuk mengatur lampu backlight dan kecerahan layar.
Untuk  mengurangi  jumlah  penggunaan  pin  data pada  LCD  digunakan  perangkat  tambahan  yaitu modul  converter  I2C  LCD.  Modul  ini  memiliki  4 pin  yang  akan  dihubungkan  ke  Arduino  Uno, Nano, Mega bahkan mikrokontroler seperti ESP32 dan  ESP8266  juga  sudah  mendukung  untuk berkomunikasi  data  LCD.  Pin  yang  digunakan untuk komunikasi data I 2 C modul ini adalah VCC, GND,  SCL  dan  SDA  seperti  yang  ditunjukkan Gambar 3. Sistem komunikasi data I 2 C terdiri atas saluran Serial Clock (SCL) dan Serial Data (SDA) yang  membawa  informasi  antara  I 2 C  dengan pengontrolnya  untuk  menampilkan  karakter  pada layar LCD [5].
Gambar 3. Modul konverter I 2 C LCD [5]

## C. IC Penguat Op-Amp LM358
Op-amp  merupakan  sebuah  IC  yang  berfungsi untuk  menguatkan  sinyal  listrik  atau  tegangan. Besarnya  penguatan  dari  sebuah  rangkaian  op-amp ditentukan  oleh  nilai  tahanan  atau resistor yang dipasang  pada  rangkaian  tersebut.  Tahanan  tersebut meliputi  resistor  umpan  balik  R F ( resistor  Feedback ) dan R IN ( resistor input ) . Secara umum rangkaian pada op-amp sebagai penguat tegangan terbagi menjadi dua macam  yaitu  penguat  membalik  dan  penguat  tak membalik.  Pada  penguat  membalik  nilai  tegangan keluarannya  memiliki  fase  yang  berkebalikan  dengan tegangan  masukan  op-amp,  sedangkan  pada  penguat tak membalik tegangan keluarannya memiliki memiliki  nilai  keluaran  yang  sama  dengan  tegangan masukan [6]. Salah satu tipe IC Op-Amp yang populer adalah  LM358  karena  pada  IC  tersebut  dapat digunakan  untuk  catu  daya  simetri  maupun  non simetri.  Bentuk  fisik  dan  simbol  op-amp  ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Simbol dan bentuk fisik IC op-amp LM358 [6]

## D. Wireless Local Area Network (LAN)
Wireless  LAN,  merupakan  suatu  komunikasi secara  nirkabel  suatu  perangkat  jaringan  LAN menggunakan  alamat  IP  dan  port.  Untuk  dapat menghubungkan  secara  wireless  antara  node  device antar  client,  menggunakan  chanel  frekuensi  serta Service  Set  Identifier  (SSID).  Sebab  SSID  dapat berfungsi  sebagai  identitas  dari  suatu  perangkat wireless. Wireless LAN itu sendiri merupakan sebuah jaringan  komputer  lokal  yang  menggunakan  suatu gelombang  Radio  Frequency  (RF)  untuk  media transmisi  data  pada  suatu  jaringan  komputer.  Salah satu  perangkat  yang  menggunakan  jaringan  wireless yaitu  access  point  WiFi.  Pada  mikrokontroler  ESP32 dapat difungsikan juga sebagai access point WiFi yang memiliki  SSID  dengan  melalukan  pengaturan  pada kode program [7].

## E. Aplikasi Delphi Mobile Android
Aplikasi  Delphi  Mobile  Android  merupakan sebuah  aplikasi  komputer  yang  dikembangkan  oleh Embarcadero untuk membuat aplikasi perangkat lunak berbasis platform android. Embarcadero C++ Builder, Delphi,  dan  Appmethod.  FireMonkey  merupakan platform aplikasi pertama berbasis Graphic Processing Unit  (GPU)  [8].  Dengan  menggunakan  aplikasi Delphi  Mobile  Androi,  maka  pengembangan  aplikasi antarmuka pada perangkat android smartphone melalui jaringan WiFi akan menjadi lebih mudah. Karena pada aplikasi  tersebut  telah  tersedia  komponen  pendukung untuk  melakukan  komunikasi  data  menggunakan alamat  IP  melalui  komponen  Indy  Clients.  Selain  itu juga  masih  banyak  fitur-fitur  lain  yang  dapat digunakan  untuk  membuat  aplikasi  menjadi  lebih menarik  seperti:  multimedia,  grafik,  tombol,  teks  dan sebagainya.

## III. D ESAIN DAN I MPLEMENTASI
Pada  penelitian  ini  telah  dirancang  desain perangkat  keras  meliputi  rangkaian  uji  karakterisasi dioda yang terdiri atas modul mikrokontroler ESP 32,
modul display LCD 2  16 beserta rangkaian konverter I2C  LCD,  rangkaian  uji  karakterisasi  dioda  dan rangkaian  catudaya  baterai  yang  menggunakan  dua buah baterai Li Ion 18650.
Perangkat  mikrokontroler  ESP32  yang  digunakan adalah  satu  DAC,  tiga  ADC  internal,  dan  komponen pada mikrokontroler ESP32 yang dapat berkomunikasi melalui  jaringan  WiFi.  Masing-masing  ADC  internal yang digunakan adalah ADC 0 (GPIOP36) untuk titik VA,  ADC  3  (GPIOP39)  untuk  titik  VB,  dan  ADC  6 (GPIOP34)  untuk  titik  VC,  sedangkan  DAC  internal yang  digunakan  adalah  DAC  0  (GPIOP25)  seperti terlihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Penggunaan pin  DAC dan ADC
Mikrokontroler ESP32 Pada rangkaian uji karakterisasi dioda ditambahkan rangkaian penguat op-amp tak membalik dengan  IC  LM358  untuk  menguatkan  tegangan  dan arus  pada  keluaran  DAC  mikrokontroler  ESP32. Untuk  mengukur  tegangan  pada  masing-masing  titik V A ,  V B ,  dan  V C terhadap  terminal ground digunakan tiga  buah  ADC.  Sehingga  dengan  menggunakan perhitungan  nantinya  dapat  ditentukan  nilai  tegangan masuk  rangkaian  dioda  (V ADJ ),  tegangan  dioda  (V D ) dan  arus  listrik  (I D )  yang  mengalir  rangkaian  melalui pembacaan  nilai  tegangan  R shunt seperti  yang ditunjukkan  pada  Gambar  6.  Pada  pembacaan tegangan  V A dan  V B diberi  tambahan  rangkaian pembagi  tegangan  menggunakan  dua  buah  resistor dengan nilai perbandingan 2:1 karena pembacan ADC internal  untuk  ESP32  hanya  sekitar  3,3  volt.  Oleh sebab itu, diberikan suatu rangkaian pembagi tegangan supaya  mampu  membaca  tegangan  hasil  penguatan op-amp 358 dan DAC hingga maksimum 6,6 volt.
Gambar 6. Rangkaian uji karakterisasi dioda dengan memanfaatkan DAC dan ADC internal ESP32 serta IC LM358
Untuk  catudaya  pada  rangkaian  uji  karakterisasi dioda ini menggunakan dua buah baterai Li Ion 18650 dengan tegangan masing-masing 3,7 volt. Pada baterai dirangkai secara seri sehingga nantinya akan diperoleh tegangan  total  7,4  volt  yang  kemudian  diregulasi menjadi  3,3  volt  oleh  IC  regulator  LM7833  untuk suplay  daya  mikrokontroler  ESP32.  Sedangkan  untuk LCD  2x16  memerlukan  tegangan  5  volt  sehingga digunakan IC regulator 7805 seperti yang ditunjukkan Gambar 7.
Gambar 7. Rangkaian catudaya baterai dan regulator tegangan

## A. Desain Aplikasi Antarmuka Smartphone Android
Aplikasi antarmuka
yang
digunakan
memanfaatkan  jaringan  WiFi  antara  mikrokontroler dan smartphone android.  Untuk  jaringan access  point WiFi  langsung  menggunakan  mikrokontroler  ESP32 tanpa memerlukan perangkat tambahan lain. Sehingga komunikasi  cukup  dilakukan  melalui  konfigurasi alamat  IP  dan  Port  pada  mikrokontroler  ESP32.  Pada aplikasi  antarmuka  smartphone  android  selain  dapat menunjukkan  nilai  tegangan  dan  arus  saat  uji karakterisasi  dioda,  memiliki  tampilan  visual  berupa grafik  untuk  mengetahui  bentuk  kurva  hasil  uji karakterisasi secara langsung. Desain tampilan aplikasi antarmuka  smartphone  android  ditunjukkan  pada Gambar 8.
Gambar 8. Tampilan desain aplikasi  android alat uji karakterisasi dioda
IV. M
ETODE P ENELITIAN
Pengujian alat karakteristik dioda pada mikrokontroler  ESP32  yang  memanfaatkan  DAC  dan ADC  internal  dilakukan  dengan  pengambilan  nilai arus  dan  tegangan.  Hasil  dari  pengambilan  data komponen  ADC  mikrokontroler  ESP32  dibandingkan dengan  alat  ukur  standar  seperti amperemeter dan voltmeter.
Sedangkan  untuk  pengujian  tegangan  keluaran DAC  mikrokontroler  ESP32  dilakukan  dengan mengukur  nilai  tegangan  sebelum  dan  sesudah penguatan oleh OP-amp LM358. Rangkaian DAC dan penguat  op-amp  IC  LM358  digunakan  sebagai pengganti perangkat catudaya DC variable yang dapat diatur  nilainya  melalui  sebuah  program.  Pada pengujian  DAC  mikrokontroler  ESP32  dimasukan berbagai  variasi  nilai  tegangan  minimum  hingga  nilai maksimum  yang  mampu  dihasilkan  oleh  rangkaian DAC tersebut.
Pengujian cara kerja keseluruhan alat karakteristik dioda  adalah  perbandingan  antara  data  arus  dan tegangan  hasil  uji  karakterisasi  alat  yang  dirancang dengan  data  hasil  pengukuran  uji  karakterisasi  secara manual menggunakan alat ukur standar.  Perbandingan dilakukan  meliputi  data  hasil  dan  lama  waktu  yang diperlukan untuk memperoleh kurva grafik karakterisasi dioda.

## V. H ASIL DAN D ISKUSI

## A. Hasil  Perancangan  Alat  Uji  Karakterisasi  Bias Maju Dioda
Alat  uji  karakterisasi  bias  maju  dioda  dirancang dengan menggunakan kotak plastik berukuran 18 cm  11  cm  6 cm  berwarna hitam dengan  tampilan  LCD pada  bagian  atas  untuk  menampilkan  informasi  hasil pengukuran.  Pada  bagian  tengah  terdapat  dua  buah terminal  untuk  pemasangan  kaki  anoda  dan  kaki katoda  dioda  yang  akan  diuji.  Untuk  mempermudah pemasangan  disediakan  sebuah  breadboard.  Hasil tampilan luar alat dapat ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Alat uji karakterisasi bias maju dioda dengan ADC dan DAC internal ESP32 serta antarmuka smartphone android

## ISSN 2355-3286
Untuk  melakukan  uji  karakterisasi  dilakukan pengaktifan  WiFi  android  padaa smartphone agar dapat  berkomunikasi  dengan  perangkat  keras  yang telah dirancang. Setelah perangkat keras uji karakterisasi  dioda  dinyalakan,  maka  secara  otomatis jaringan  access  point  WiFi  akan  aktif  dengan  nama SSID=“Tes_Dioda”  dan  password=”1234567890”. Kemudian  komunikasi  data  kedua  perangkat  melalui jaringan  WiFi  dapat  dilakukan  dengan  alamat IP=192.168.4.1 dan port=80.
Alat  uji  karakterisasi  bias  maju  ini  dilengkapi dengan dua buah baterai Li Ion 18650  sehingga dapat bekerja  tanpa  menggunakan  catu  daya  tambahan. Sistem  dijalakan  secara  otomatis  dengan  menekan tombol  “Start”  pada  perangkat  atau  pada  aplikasi android seperti yang ditunjukkan Gambar 10.
Gambar 10. Instalasi rangkaian alat uji karakterisasi bias maju dioda
Instalasi  rangkaian  alat  uji  karakterisasi  bias  maju dioda terdiri dari bagian berikut:
1. Rangkaian  karakterisasi  yang  berisi  penguat tegangan  dan  arus  oleh  IC  op-amp  LM358  serta rangkaian resistor pembagi tegangan,
2. Baterai  3,7V  Li  Ion  18650  sebagai  sumber catudaya perangkat,
3. Modul mikrokontroler ESP32,
4. Kabel data I 2 C untuk tampilan LCD,
5. Regulator tegangan 3,3 volt dan 5 volt, dan
6. Kabel data ADC serta DAC internal ESP32.
B. Hasil  Uji  Tegangan  Keluaran  Rangkaian  DAC Internal Mikrokontroler ESP32
Pengujian tegangan keluaran pada rangkaian DAC internal  8  bit  bertujuan  untuk  mengetahui  tegangan minimal  hingga  tegangan  maksimum  yang  mampu dihasilkan.  Pada  alat  uji  karakteristik  dioda  diberikan variasi data nilai desimal 0 hingga 255 melalui aplikasi program.
Hasil  keluaran  tegangan  diukur  menggunakan multimeter  digital.  Gambar  11  menunjukan  grafik
hasil  pengukuran  tegangan  keluaran  DAC  internal mikrokontroler ESP32.
Gambar 11. Pengukuran tegangan keluaran pada terminal DAC internal ESP32
Pada Gambar 11 ditunjukan bahwa nilai data DAC yang  diberikan  melalui  program  memiliki  hubungan yang  linier  terhadap  tegangan  keluaran  yang dihasilkan  oleh  alat  yang  dirancang.  Nilai  tegangan maksimal  ditunjukan  pada  nila  tegangan  3,15  volt. Untuk  memperoleh  hasil  keluaran  tegangan  dua  kali lipat  diberikan  tambahan  rangkaian  penguat  op-amp tak  membalik  IC  LM358  dengan  nilai  penguatan sebesar 2  untuk memperoleh nilai tegangan keluaran maksimal  DAC  sebesar  6,3  volt.  Hasil  keluaran tegangan dua kali lipat ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12. Pengukuran tegangan keluaran DAC internal ESP32 setelah dikuatkan oleh penguat op-amp IC LM358

## C. Hasil  Uji  Pengukuran  Tegangan  dan  Arus Melalui ADC Internal Mikrokontroler ESP32
Pada  pengujian  pembacaan  ADC  dilakukan  untuk mengetahui  akurasi  dan  ketelitian  pembacaan  ADC internal  ESP32  yang  dibandingkan  dengan  alat  ukur standar.  Untuk  ADC0  dan  ADC3  pada  rangkaian ditambahkan  rangkaian  pembagi  tegangan  dengan menggunakan  dua  buah  tahanan  1K  ohm  supaya memperoleh  perbandingan  2:1  sehingga  kedua  ADC tersebut mampu untuk mengukur tegangan hingga 6,6 volt.
Pada Gambar 13 dan Gambar 14 ditunjukkan hasil pengujian  pembacaan  tegangan  oleh  ADC  internal dimana  kedua  pengukuran  tersebut  masing-masing memiliki  akurasi  pembacaan  tegangan  yang  cukup baik  dengan  nilai  regresi  linier  R2  sebesar  0,9999.
Pada ADC0 berfungsi untuk mengukur tegangan hasil dari  DAC  dan  penguat  op-amp  LM358  sebagai masukan  catu  daya  DC  variabel  rangkaian  uji karakterisasi  dioda,  sedangkan  ADC3  digunakan untuk  mengukur  tegangan  pada  terminal  anoda  dioda terhadap terminal GND .
Gambar 13. Pengujian akurasi pengukuran tegangan oleh ADC0 untuk pembacaan tegangan titik V A pada rangkaian uji dioda.
Gambar 14. Pengujian akurasi pengukuran tegangan oleh ADC3 untuk pembacaan tegangan titik V B pada rangkaian uji dioda
Pengukuran  arus  rangkaian  pada  alat  dilakukan dengan membaca tegangan pada tahanan R shunt yang dipasang  pada  ujung  rangkaian  uji  dioda.  Sehingga melalui  perhitungan  hukum  ohm  pada  program mikrokontroler  dapat  diketahui  nilai  arus  yang mengalir  pada  rangkaian  uji  karakteristik  bias  maju dioda  menggunakan  nilai  tahanan  tetap  R shunt sebesar  100  ohm.  Hasil  pengujian  akurasi  dan ketelitian  pengukuran  arus  menggunakan  perhitungan hukum ohm dan alat standar ditunjukkan pada Gambar 15.  Pada  Gambar  15  pembacaan  arus  melalui perhitungan hukum ohm memiliki akurasi yang cukup baik dengan nilai regresi linier R2 sebesar 0,9999.
Gambar 15. Pengujian akurasi pengukuran arus melalui perhitungan hukum ohm dengan R shunt sebesar 100 ohm.

## D. Hasil Uji Karakterisasi Bias Maju Dioda Menggunakan Aplikasi Smartphone Android
Pengujian  karakterisasi  dioda  dilakukan  dengan menggunakan alat uji karakteristik yang dirancang dan aplikasi  smartphone  yang  telah  dibuat.  Komponen yang digunakan untuk pengujian adalah dioda dengan seri  1N4002  dimana  dioda  tersebut  mampu  untuk menyearahkan  arus  maksimal  sebesar  1  ampere. Sebelum  pemasangan  dioda  pada  terminal  anoda  dan katoda  pada board ,  jaringan  WiFi  antar  perangkat terlebih  dahulu  harus  diaktifkan  dan  dihubungkan. Setelah  kedua  perangkat  terhubung  maka  tombol “Connect”  ditekan  untuk  memulai  komunikasi  data kemudian tombol “Start Uji” ditekan untuk melalukan uji  karakterisasi  bias  maju  dioda.  Hasil  pengujian karakterisasi  bias  maju  dioda  1N4002  dapat ditunjukkan pada Gambar 16.
Gambar 16. Pengujian karakterisasi bias maju dioda 1N4002 menggunakan aplikasi smartphone andoid dengan memanfaatkan ADC dan DAC internal ESP32
Pada gambar 16 ditunjukkan secara otomatis grafik kurva  bias  maju  dioda  hasil  uji  karakterisasi menggunakan  aplikasi smartphone android  dapat dilakukan  secara otomatis dalam waktu kurang dari  1 menit.  Sebagai  perbandingan  maka  dilakukan  pula pengujian  karakterisasi  bias  maju  dioda  1N4002 secara  manual  menggunakan  peralatan  catu  daya  DC variabel, dua buah multimeter digital SANWA CD772 seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  17.  Pengujian dilakukan  dengan  mencatat  arus  dan  tegangan  pada dioda  dengan  melakukan  variasi  tegangan  catu  daya DC dari 0 hingga 6 volt.

## ISSN 2355-3286
Gambar 17. Pengujian karakterisasi bias maju dioda 1N4002 secara manual menggunakan peralatan catu daya DC variabel dan multimeter digital.
Hasil pengujian secara manual diperoleh data-data pengukuran  arus  dan  tegangan  beberapa  titik. Kemudian  data  tersebut  diolah  dan  dibuat  grafik sehingga diperoleh kurva karakterisasi bias maju dioda seperti ditunjukkan pada Gambar 18 berikut.
Gambar 18. Grafik hasil pengolahan data karakterisasi bias maju secara manual menggunakan peralatan dan alat ukur standar.
Untuk  perbandingan  lama  waktu  saat  melakukan uji  karakterisasi  bias  maju  dioda  yang  dilakukan secara  otomatis  melalui  aplikasi smartphone android dan  secara  manual  diperoleh  data  seperti  tabel  1 bebagai berikut.
Tabel 1. Perbandingan lama waktu pengujian karakterisasi bias maju dioda Pengujian bias maju dengan aplikasi smartphone android (detik) Pengujian bias maju secara manual dengan alat ukur standar (detik) Data uji 30 31 29 628 650 695 Rata- rata 30 657,7 Berdasarkan pengujian melalui aplikasi
smartphone  android  dan  pengujian  secara  manual dengan alat ukur standar diperoleh bentuk kurva grafik karakterisasi  yang  memiliki  nilai  dan  bentuk  yang hampir  sama.  Sehingga  aplikasi  tersebut  dapat dijadikan  sebuah  alternatif  untuk  melakukan  uji karakterisasi bias maju dioda secara cepat. Berdasarkan perbandingan lama waktu pengujian bias maju dioda menggunakan aplikasi smartphone android serta  perangkat  alat  uji  yang  telah  dibuat  diperoleh rata-rata waktu sebesar 30 detik yang jauh lebih cepat dari  pengujian  secara  manual  dengan  rata-rata  waktu pengujian sebesar 657,7 detik.

## VI. K ESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  berhasil  dilakukan  uji karakterisasi  bias  maju  dioda  1N4002  dengan memanfaatkan ADC dan DAC internal mikrokontroler ESP32  berbasis  android.  Perbandingan  lama  waktu antara  hasil  uji  karakterisasi  bias  maju  dioda  dengan alat  yang  dirancang  pdan  hasil  pengujian  dengan  alat ukur  standar,  menunjukan  bahwa  waktu  pengujian dengan  alat  yang  dirancang  lebih  cepat.  Lama  waktu pengambilan  data  dengan  alat  yang  dirancanga  rata- rata sebesar 30 detik. Sehingga dapat alat karakteristik dioda yang dirancang  dapat menjadi sebuah alternatif pengukuran karakteristik dioda.
D AFTAR P USTAKA
[1] COVIDSurg Collaborative, Elective surgery cancellations due to  the  COVID-19  pandemic:  Global  predictive  modelling  to inform  surgical  recovery  plans.  (2020).  British  Journal  of Surgery. doi:10.1002/bjs.11746
[2] Sathya,  C.  (2020,  March  16).  Perspective  |  Your  elective surgery  will  be  canceled.  It's  for  everyone's  good.  Diakses pada August 22, 2020, dari https://www.washingtonpost.com/outlook/2020/03/16/your- elective-surgery-will-be-canceled-its-everyones-good
[3] Kumar,  K.  (2020,  May  07).  Mumbai  staring  at  a  huge shortage  of  doctors  and  health  professionals.  Retrieved
September 02, 2020, from
https://economictimes.indiatimes.com/news/politics-and- nation/mumbai-staring-at-a-huge-shortage-of-doctors-and- health-professionals/articleshow/75563053.cms
[4] Muthiariny,  D.  (2020,  March  27).  Indonesian  Doctors Threaten  to  Go  on  Strike  over  Lack  of  PPE.  Retrieved September 02, 2020, from
https://en.tempo.co/read/1324800/indonesian-doctors- threaten-to-go-on-strike-over-lack-of-ppe
[5] Submission,  I.  (n.d.).  Japan's  medical  workers  facing worsening  shortages  of  protective  gear,  survey  says. Retrieved September 02, 2020, from https://www.japantimes.co.jp/news/2020/05/02/national/japan -medical-workers-severe-shortages-protective-gear-survey/. [6] Spanish  health  workers  protest  over  PPE  shortages.  (n.d.). Retrieved September 02, 2020, from https://news.cgtn.com/news/2020-05-26/Spanish-health- workers-protest-over-PPE-shortages- QNI5QZuCcw/index.html
[7] Surgery - General. (n.d.). Retrieved September 02, 2020, from https://www.ama-assn.org/specialty/surgery-general
[8] Myint,  F.  (2018).  2.  Handling  instruments.  In  Kirk's  Basic surgical techniques (7th ed., pp. 10-24). Edinburgh: Elsevier.
[9] Park, H. (2020, March 4). An Open-source Anthropomorphic Robot Hand System: HRI Hand. https://doi.org/10.17605/OSF.IO/SFPB2.
[10] Moldovan,  C.  C.,  &amp;  Staretu,  I.  (2017).  An Anthropomorphic  Hand  with  Five  Fingers  Controlled  by  a Motion  Leap  Device.  Procedia  Engineering,  181,  575-582. doi:10.1016/j.proeng.2017.02.436
[11] Zaid,  A.  M.,  &amp;  Yaqub,  M.  A.  (2012).  UTHM  HAND: Performance of Complete System of Dexterous
Anthropomorphic  Robotic  Hand.  Procedia  Engineering,  41,
777-783. doi:10.1016/j.proeng.2012.07.243
[12] Farag,  M.,  &amp;  Azlan,  N.  Z.  (2015).  Adaptive Backstepping Position Control of Pneumatic Anthropomorphic Robotic Hand. Procedia Computer Science,
76, 161-167. doi:10.1016/j.procs.2015.12.334
[13] D.  (2019,  June  09).  The  da  Vinci®  system:  Technology  and surgical  analysis.  Retrieved  September  02,  2020,  from https://entokey.com/the-da-vinci-system-technology-and- surgical-analysis/
[14] D.  (2019,  June  09).  Figure  6.2  [Digital  image].  Retrieved September  02,  2020,  from  https://entokey.com/the-da-vinci- system-technology-and-surgical-analysis/
[15] D.  (2019,  June  09).  Figure  6.3  [Digital  image].  Retrieved September  02,  2020,  from https://entokey.com/the-da-vinci- system-technology-and-surgical-analysis/
[16] He,  Jianjun  &  Gu,  Hong  &  Wang,  ZHELONG.  (2013). Solving  the  forward  kinematics problem of  six-DOF  Stewart platform  using  multi-task  Gaussian  process.  Proceedings  of the  Institution  of  Mechanical  Engineers,  Part  C:  Journal  of
Mechanical Engineering Science. 227. 161-169.
10.1177/0954406212444508
[17] ELKOURA, G., AND SINGH, K. 2003. Handrix: Animating the Human Hand. Proc. SCA, 110--119.
[18] Ahmad, Arslan & Ibraheem, Muhammad & Ahsen, Mohsin & Shah,  Khawar  &  Shahid,  Umer.  (2017).  Design  and Implementation of Robotic Arm that Copies the Human Arm.